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1、目目 录录第一章第一章第一章第一章 继电爱护学问继电爱护学问继电爱护学问继电爱护学问其次章其次章 高压输电线路爱护高压输电线路爱护第三章第三章 变压器爱护变压器爱护第四章第四章第四章第四章 母线爱护母线爱护母线爱护母线爱护第五章第五章 电容器爱护电容器爱护第六章第六章 电力系统稳定限制电力系统稳定限制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第一章第一章 继电爱护学问继电爱护学问第一节第一节 继电爱护的任务继电爱护的任务 能反应电力系统故障和不正常运行状态并作用于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置，我们称之为继电爱护装置。一、继电爱护装置一、继电爱护装置二、继电爱护的任务二、继电爱护的任务
2、1.1.有选择性地通过断路器将故障元件从系统中快速有选择性地通过断路器将故障元件从系统中快速地、自动地切除，保证无故障设备接着运行，使电地、自动地切除，保证无故障设备接着运行，使电网损失减至最轻。网损失减至最轻。2.2.反应电力系统的不正常工作状态，依据运行维护反应电力系统的不正常工作状态，依据运行维护的具体条件和设备的承受实力，发出警报信号、减的具体条件和设备的承受实力，发出警报信号、减负荷或延时跳闸。负荷或延时跳闸。其次节其次节 继电爱护的基本原理继电爱护的基本原理 电力系统各元件在正常运行时都有它的额定参数，电力系统各元件在正常运行时都有它的额定参数，当发生短路或不正常工作状态时，各元件
3、的运行参当发生短路或不正常工作状态时，各元件的运行参数就有偏离其额定值，构成对电力系统平安运行和数就有偏离其额定值，构成对电力系统平安运行和电气设备的威逼。电气设备的威逼。利用被爱护线利用被爱护线路或设备故障路或设备故障前后某些突变前后某些突变的物理量的物理量 突变量达突变量达 到确定值到确定值 起动逻辑起动逻辑 限制环节限制环节发出相应的跳发出相应的跳闸脉冲或信号闸脉冲或信号一、继电爱护装置的组成一、继电爱护装置的组成测量被爱护元件工作测量被爱护元件工作状态的物理量，并和状态的物理量，并和已给的整定值进行比已给的整定值进行比较，从而推断爱护是较，从而推断爱护是否应当动作。否应当动作。依据测量
4、回路的输依据测量回路的输出信号，进行逻辑出信号，进行逻辑推断，以确定爱护推断，以确定爱护是否应当动作，并是否应当动作，并向执行元件发出相向执行元件发出相应的信号应的信号执行逻辑回路的推执行逻辑回路的推断，发出切除故障断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示的跳闸脉冲或指示不正常运行状况的不正常运行状况的信号。信号。发电机、变压器、母线和电动机等元件的继电爱护，简称为元件爱护。电力网及电力系统中输电线路的继电爱护，简称线路爱护。（按按设设备备分分类类）继继电电爱爱护护的的分分类类 二、继电爱护装置的分类二、继电爱护装置的分类主爱护：能以最快的速度有选择性地切除故障的爱护后备爱护：当主爱护或断路器拒动时，
5、用来切除故障的爱护，又分为近后备爱护和远后备爱护。（按按作作用用分分类类）继继电电爱爱护护的的分分类类 协助爱护：协助爱护：为补充主爱护与后备爱护的性能，或当主保为补充主爱护与后备爱护的性能，或当主保护与后备爱护退出时用以切除故障的爱护。护与后备爱护退出时用以切除故障的爱护。电气量爱护电气量爱护（按按动动作作量量分分类类）继继电电爱爱护护的的分分类类 非电气量爱护非电气量爱护三、继电爱护的基本要求三、继电爱护的基本要求基本要求基本要求牢靠性牢靠性选择性选择性快速性快速性灵敏性灵敏性第三节第三节 电力系统继电爱护的配置电力系统继电爱护的配置主主爱护爱护双重化双重化阶阶段式后段式后备备距离双重化距
6、离双重化反反时时限方向零序限方向零序电电流双重化流双重化短短线爱护线爱护过电压爱护过电压爱护，远远方跳方跳闸闸，开，开关关爱护爱护爱护爱护范范围围内任何故障内任何故障爱护爱护均均能正确能正确动动作作全全线线速速动动出口故障，正确出口故障，正确动动作作振振荡时爱护荡时爱护不能不能误动误动既能既能躲过躲过最大最大负负荷，又能在荷，又能在大大电电阻接地故障阻接地故障时时正确正确动动作作对线路爱护的总体要求对线路爱护的总体要求爱护具体配置爱护具体配置目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线
7、保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章 电力系统稳定控制电力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置一、概述一、概述 有选择地、快速地、可靠地切除输、配电线路发生的各种故障。线路保护的任务（一）（一）其次章其次章 高压输电线路爱护高压输电线路爱护1.1.过流保护过流保护 2.2.方向过流保护方向过流保护3.3.接地保护接地保护 4.4.电流电压联锁速断保护电流电压联锁速断保护5.5.距离保护距离保护 6.6.高频保护高频保护7.7.光纤差动保护光纤差动保护线路保护的种类线路保护的种类（二）（二）二、线路爱护装置二、线路爱护装置线路线路 保护装置保护装置三段过流保护
8、装置三段过流保护装置电流电压联锁速断保护电流电压联锁速断保护电流方向保护装置电流方向保护装置距离保护装置距离保护装置高频保护装置高频保护装置光纤差动保护装置光纤差动保护装置一）三段过流爱护装置电流速断爱护电流速断爱护（段）段）定时限电流速断定时限电流速断爱护（爱护（段）段）定时限过流定时限过流 爱护（爱护（段）段）三段过流爱护装置三段过流爱护装置包包 括括1 1、定时限过流爱护、定时限过流爱护 图图1 1 定时限过流保护定时限过流保护 为获得过流爱护的选择性，各套爱护装置应有不同的动作时间。若其为获得过流爱护的选择性，各套爱护装置应有不同的动作时间。若其时限用时限用tltl、t2t2、t3t3
9、表示，则整定值应为表示，则整定值应为 tlt2t3 tlt2t3由此可得由此可得tl=t2+At t2=t3+Attl=t2+At t2=t3+At其中其中AtAt称为时间级差，通常取称为时间级差，通常取0.5s0.5s。2 2、电流速断爱护、电流速断爱护为为减小电气设备的损坏程度减小电气设备的损坏程度 为为提高系统稳定性提高系统稳定性提高系统稳定性提高系统稳定性 希望故障切除希望故障切除希望故障切除希望故障切除 时间越短越好时间越短越好时间越短越好时间越短越好 电流速断爱护电流速断爱护电流速断爱护电流速断爱护 近后备：线路近后备：线路X-lX-l本身的主爱护为速断爱护和带时限速断爱护，而本身
10、的主爱护为速断爱护和带时限速断爱护，而第三段过流爱护对本线路的主爱护起后备作用，故称近后备。第三段过流爱护对本线路的主爱护起后备作用，故称近后备。3 3、三段电流爱护装置的动作过、三段电流爱护装置的动作过程程 远后备：当线路远后备：当线路X-2X-2的爱护或开关拒动时，线路的爱护或开关拒动时，线路X-1X-1的过流爱护均的过流爱护均可起后备作用，由于可起后备作用，由于X-1X-1的过流爱护是对相邻的下一级线路的过流爱护是对相邻的下一级线路X-2X-2的的爱护起后备作用，故称远远后备。爱护起后备作用，故称远远后备。图图2 2 三段过流保护装置及其动作时限的配合三段过流保护装置及其动作时限的配合
11、三段电流三段电流 保保 护护 电流速断保护电流速断保护 （段）段）定定时限电流速断时限电流速断保保护护（段）段）定时限过流定时限过流 保护（保护（段）段）动作时限动作时限 tI tI 保护范围保护范围线路线路15%15%tI=tII+AttI=tII+At 保护范围保护范围线路线路X-1X-1的全部的全部线路线路X-2X-2的一部分的一部分 动作时限动作时限保护范围保护范围X-lX-l及及X-2X-2全部全部动作时限动作时限动作时限动作时限tI=z+AttI=z+At二）电流电压联锁速断爱护图图1 1 电压速断保护的保护区电压速断保护的保护区在最小运行方式线路在最小运行方式线路各点短路时，母线
12、各点短路时，母线I I上的残压上的残压 在最大运行方式线路在最大运行方式线路各点短路时，母线各点短路时，母线I I上上的残压的残压 继电器动作电压整定值，继电器动作电压整定值，该直线与曲线该直线与曲线1 1、2 2的交的交点，便确定了电压速断点，便确定了电压速断的保护范围的保护范围 图图2 2 低压起动电流闭锁爱护装置低压起动电流闭锁爱护装置u电压速断爱护的原理电压速断爱护的原理图中图中2为低压起动元件为低压起动元件图中图中1为电流闭锁元件为电流闭锁元件接受的缘由：假如接受的缘由：假如DiDi点发点发 生短路或生短路或TVTV的二次侧熔断的二次侧熔断 器熔断，电压继电器都会器熔断，电压继电器都
13、会 动作。假如只利用电压降动作。假如只利用电压降 低作为爱护的动作条件，低作为爱护的动作条件，爱护装置将会误动。爱护装置将会误动。接受电流闭锁元件后，接受电流闭锁元件后，电流继电器的动作电流按电流继电器的动作电流按 躲过最大负荷电流整定。躲过最大负荷电流整定。这样，可防止上述误动。这样，可防止上述误动。三）电流方向爱护三）电流方向爱护电流方向爱护在双侧电源和环网供电中的作用电流方向爱护在双侧电源和环网供电中的作用1 图图1 1 双侧电源供电线路图双侧电源供电线路图图图1 中：当中：当Dl点发生短路时，流过爱护点发生短路时，流过爱护2的电流是由的电流是由线路指向母线，爱护线路指向母线，爱护2不应
14、动作；而流过爱护不应动作；而流过爱护D2的的电流是由母线指向线路，爱护电流是由母线指向线路，爱护3应当动作。这种功率应当动作。这种功率的方向在图中用实箭头标出。当的方向在图中用实箭头标出。当D2点发生短路时，点发生短路时，流过爱护流过爱护2的电流是母线指向线路，爱护的电流是母线指向线路，爱护2应动；而应动；而流过爱护流过爱护3的电流是由线路指向母线，爱护的电流是由线路指向母线，爱护3不应动。不应动。电流方向爱护原理图电流方向爱护原理图2 2 图图2 2 方向爱护接线图方向爱护接线图 图图2 2中，电流方向是通过功率中，电流方向是通过功率方向继电器方向继电器KPKP测定的，假如正测定的，假如正向
15、短路电流流过爱护，则功率向短路电流流过爱护，则功率方向继电器接点接通，假如是方向继电器接点接通，假如是区内故障，则电流继电器起动，区内故障，则电流继电器起动，在功率方向继电器和电流继电在功率方向继电器和电流继电器二者都动作的状况下爱护发器二者都动作的状况下爱护发动作信号，使断路器跳闸。假动作信号，使断路器跳闸。假如是反向短路，则即使电流继如是反向短路，则即使电流继电器因流过反向电流而动作，电器因流过反向电流而动作，但功率方向但功率方向 继电器不动作，继电器不动作，爱护被闭锁。爱护被闭锁。四）距离爱护四）距离爱护反应爱护安装地点至故障点反应爱护安装地点至故障点之间的距离，并依据距离的之间的距离，
16、并依据距离的远近而确定动作时限的一种远近而确定动作时限的一种爱护装置。爱护装置。距离爱护距离爱护（一）（一）概念概念相间距离爱护的功相间距离爱护的功能是切除线路的相能是切除线路的相间短路。间短路。接地距离爱护和零接地距离爱护和零序电流爱护用来切序电流爱护用来切除占总故障除占总故障90%以以上的单相接地和两上的单相接地和两相接地短路。相接地短路。距离爱护距离爱护分为分为相间距离爱护相间距离爱护接地距离爱护接地距离爱护优点优点能正确地测量故障距离，而基本能正确地测量故障距离，而基本上不受系统运行方式的影响。上不受系统运行方式的影响。缺点缺点受过渡电阻的影响较大。受过渡电阻的影响较大。接地距离爱护的
17、接地距离爱护的优缺点优缺点 各种距离爱护在系统振荡和各种距离爱护在系统振荡和电压互感器断线时都会误动，电压互感器断线时都会误动，必需实行闭锁措施。必需实行闭锁措施。留意留意 由于距离爱护是反应爱护安由于距离爱护是反应爱护安装处电压与线路电流的比值，装处电压与线路电流的比值，即测量阻抗而工作的，在正常即测量阻抗而工作的，在正常运行状况下，距离爱护感受的运行状况下，距离爱护感受的是工作电压和负荷电流之比即是工作电压和负荷电流之比即负荷阻抗。当被爱护线路发生负荷阻抗。当被爱护线路发生短路时，爱护感受的电压是残短路时，爱护感受的电压是残余电压，电流是短路电流，它余电压，电流是短路电流，它们的比值为短路
18、阻抗，即从爱们的比值为短路阻抗，即从爱护安装饰至线路短路处之间的护安装饰至线路短路处之间的线路阻抗，其值远小于负荷阻线路阻抗，其值远小于负荷阻抗，于是爱护动作。抗，于是爱护动作。距离爱护的基本原理距离爱护的基本原理（二）（二）原理原理距离爱护的组成距离爱护的组成1 图图1 距离爱护原理的组成元件框图距离爱护原理的组成元件框图 距离爱护的时限特性距离爱护的时限特性 2 图图2 2 距离保护的时限特性距离保护的时限特性 距离保护距离保护距离距离段段距离距离段段距离距离段段动作动作时限时限tItI保护保护范围范围线路线路8080 85%85%t=t=t1+Att1+At 保护保护范围范围线路线路全长
19、的全长的125%125%动作动作时限时限保护保护范围范围本线路本线路全长及全长及下一级下一级线路的线路的一部分一部分动作动作时限时限动作动作时限时限T=T=T+AtT+At 瞬时瞬时 动作动作 阻抗继电器阻抗继电器3阻抗继电器是距离爱护装置的核心阻抗继电器是距离爱护装置的核心元件，其主要作用是：元件，其主要作用是：测量短路点到爱护安装处之间的测量短路点到爱护安装处之间的距离，并与整定阻抗值进行比较，距离，并与整定阻抗值进行比较，以确定爱护是否应当动作以确定爱护是否应当动作.对距离爱护接线方式的要求对距离爱护接线方式的要求4根据距离保护的工作原理，加入继根据距离保护的工作原理，加入继电器的电压和
20、电流应满足：电器的电压和电流应满足：继电器的测量阻抗应能准确判断故继电器的测量阻抗应能准确判断故障地点，即与故障点至保障安装处障地点，即与故障点至保障安装处的距离成正比。的距离成正比。继电器的测量阻抗应与故障类型无继电器的测量阻抗应与故障类型无关，即保护范围不随故障类型而变关，即保护范围不随故障类型而变化。化。影响距离爱护正确工作的因素影响距离爱护正确工作的因素51电网的接线中可能具有分支电路电网的接线中可能具有分支电路2输电线路可能具有串联电容补偿输电线路可能具有串联电容补偿5短路点具有过渡电阻短路点具有过渡电阻电力系统发生振荡电力系统发生振荡在在Y/Y/接线变压器后面发生短路接线变压器后面
21、发生短路436电流互感器和电压互感器的误差、过渡过电流互感器和电压互感器的误差、过渡过程及二次回路断线等程及二次回路断线等.因素因素电压回路断线对距离爱护的影响电压回路断线对距离爱护的影响6当电压互感器二次回路断当电压互感器二次回路断线时，距离保护将失去电线时，距离保护将失去电压，这时阻抗元件失去电压，这时阻抗元件失去电压而电流回路仍有负荷电压而电流回路仍有负荷电流通过，可能造成误动作。流通过，可能造成误动作。对此，在距离保护中应装对此，在距离保护中应装设断线闭锁装置。设断线闭锁装置。主要优点主要优点能满足多电能满足多电源困难电网源困难电网对爱护动作对爱护动作选择性的要选择性的要求求阻抗继电器
22、阻抗继电器是同时反应是同时反应电压的降低电压的降低与电流的增与电流的增大而动作的，大而动作的，因此距离爱因此距离爱护较电流爱护较电流爱护有较高的护有较高的灵敏度灵敏度对距离爱护的评价对距离爱护的评价7 主要优点主要优点、段距段距离保护仍受离保护仍受系统运行方系统运行方式变化的影式变化的影响，但比电响，但比电流保护要小流保护要小些，保护区些，保护区域和灵敏度域和灵敏度比较稳定比较稳定段距离保段距离保护基本不受护基本不受运行方式的运行方式的影响影响 主要缺点主要缺点不能实现全线瞬动不能实现全线瞬动.对双侧电源线路，对双侧电源线路，将有全线的将有全线的30%30%40%40%范围以第范围以第段时段时
23、限跳闸，这对稳定限跳闸，这对稳定有较高要求的超高有较高要求的超高压远距离输电系统压远距离输电系统来说是不能接受的来说是不能接受的阻抗继电器本身较阻抗继电器本身较复杂，还增设了振复杂，还增设了振荡闭锁装置，电压荡闭锁装置，电压断线闭锁装置，因断线闭锁装置，因此，距离保护装置此，距离保护装置调试比较麻烦，可调试比较麻烦，可靠性也相对低些靠性也相对低些五）输电线路纵联爱护五）输电线路纵联爱护 输电线路的纵联爱护，就输电线路的纵联爱护，就是用某种通信通道是用某种通信通道(简称通简称通道道)将输电线两端或各端将输电线两端或各端(对对于多端线路于多端线路)的爱护装置纵的爱护装置纵向连接起来，将各端的电气向
24、连接起来，将各端的电气量量(电流、功率的方向等电流、功率的方向等)传送到对端，将各端的电气传送到对端，将各端的电气量进行比较，以推断故障在量进行比较，以推断故障在本线路范围内还是在线路范本线路范围内还是在线路范围之外，从而确定是否切断围之外，从而确定是否切断被爱护线路。被爱护线路。纵联爱护纵联爱护（一）（一）概念概念（二）（二）纵联爱护的基本原理纵联爱护的基本原理纵联爱护的基本原理纵联爱护的基本原理 爱护原理的本质是识别系统正常和故障状态下电爱护原理的本质是识别系统正常和故障状态下电气量或非电气量之间的差别，纵联爱护也不例外。输气量或非电气量之间的差别，纵联爱护也不例外。输电线路的纵联爱护就是
25、利用线路两端的电气量在故障电线路的纵联爱护就是利用线路两端的电气量在故障与非故障时的特征差异构成的。当线路发生区内故障与非故障时的特征差异构成的。当线路发生区内故障或区外故障时，电力线两端电流波形、功率、电流相或区外故障时，电力线两端电流波形、功率、电流相位以及两端的测量阻抗都有明显的差异，利用这些差位以及两端的测量阻抗都有明显的差异，利用这些差异就可以构成不同原理的纵联爱护。异就可以构成不同原理的纵联爱护。两侧电流量特征两侧电流量特征1双端电源线路区内、外故障示意图双端电源线路区内、外故障示意图(a)(a)内部故障；内部故障；(b)(b)外部故障外部故障1.当线路发生内部故障时，当线路发生内
26、部故障时，图示有图示有 在故障点有较大短在故障点有较大短路电流流出路电流流出;2.2.当线路发生区外短路故障或正常运行时，线路两端电流相当线路发生区外短路故障或正常运行时，线路两端电流相量关系为量关系为 两侧功率方向特征两侧功率方向特征2 当线路上发生区内故障和区外故障时，输电当线路上发生区内故障和区外故障时，输电线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方线两端的功率方向也有很大差别。令功率正方向由母线指向线路，则线路发生区内故障时，向由母线指向线路，则线路发生区内故障时，两端功率方向都由母线流向线路，两端功率方两端功率方向都由母线流向线路，两端功率方向同，同为正方向；而发生区外故障时，远故向同
27、，同为正方向；而发生区外故障时，远故障点端功率由母线流向线路，功率方向为正，障点端功率由母线流向线路，功率方向为正，近故障点端功率由线路流向母线，功率方向为近故障点端功率由线路流向母线，功率方向为负两端功率方向相反。负两端功率方向相反。依据爱护动作原理的不同划分：依据爱护动作原理的不同划分：1 1、方向比较式纵联爱护、方向比较式纵联爱护2 2、纵联电流差动爱护、纵联电流差动爱护依据利用信息通道的不同划分：依据利用信息通道的不同划分：1 1、导引线纵联爱护；、导引线纵联爱护；2 2、电力线载波纵联爱护；、电力线载波纵联爱护；3 3、微波纵联爱护；、微波纵联爱护；4 4、光纤纵联爱护。、光纤纵联爱
28、护。（三）（三）纵联爱护的分类纵联爱护的分类纵联爱护的分类纵联爱护的分类1.1.导引线通道；导引线通道；2.2.电力线载波通信（高频）通道；电力线载波通信（高频）通道；3.3.微波通道；微波通道；4.4.光纤通道。光纤通道。（四）（四）纵联爱护的通信通道的构成和特点纵联爱护的通信通道的构成和特点纵联爱护的通信通道的构成和特点纵联爱护的通信通道的构成和特点 是反应被爱护线路首末是反应被爱护线路首末两端电流的差或功率方向信两端电流的差或功率方向信号，用高频载波将信号传输号，用高频载波将信号传输到对侧加以比较而确定爱护到对侧加以比较而确定爱护是否动作。是否动作。高频爱护高频爱护（一）（一）概念概念六
29、）高频爱护六）高频爱护高频爱护信号逻辑图高频爱护信号逻辑图1(a)闭锁信号(b)允许信号(c)跳闸信号阻挡爱护动作阻挡爱护动作于跳闸的信号于跳闸的信号爱护动作于爱护动作于跳闸的必要跳闸的必要条件条件收到跳闸信号收到跳闸信号是跳闸的充要是跳闸的充要条件条件高频闭锁方向爱护的基本原理高频闭锁方向爱护的基本原理 2 是通过高频通道间接比较被是通过高频通道间接比较被爱护线路两侧的功率方向，以爱护线路两侧的功率方向，以判别是被爱护范围内部故障还判别是被爱护范围内部故障还是外部故障。是外部故障。概念概念 被爱护线路近短路点一被爱护线路近短路点一侧为负短路功率，向输电侧为负短路功率，向输电线路发高频波，两侧
30、收信线路发高频波，两侧收信机收到高频波后将各自保机收到高频波后将各自保护闭锁。护闭锁。区外故障区外故障 线路两端的短路功率方向线路两端的短路功率方向为正，发信机不向线路发送高为正，发信机不向线路发送高频波，爱护的起动元件不被闭频波，爱护的起动元件不被闭锁，瞬时跳开两侧断路器。锁，瞬时跳开两侧断路器。区内故障区内故障 在在d1d1点短路，被爱护线路点短路，被爱护线路ABAB两侧的起动发信机电流继电器两侧的起动发信机电流继电器1 1动动作，接通发信机的功放级电源，向高频通道发信，并将方向高频作，接通发信机的功放级电源，向高频通道发信，并将方向高频爱护闭锁。对爱护闭锁。对ABAB线路来说，近短路点线
31、路来说，近短路点B B侧的短路功率是负的，功率侧的短路功率是负的，功率方向继电器不动作，不去停信。输电线路方向继电器不动作，不去停信。输电线路ABAB两侧方向高频爱护的两侧方向高频爱护的收信机收到高频信号，将各自的爱护闭锁，不发出跳闸脉冲。收信机收到高频信号，将各自的爱护闭锁，不发出跳闸脉冲。区外故障区外故障 被爱护线路被爱护线路ABAB区内故障如在区内故障如在d2d2点短路，两侧起动发点短路，两侧起动发信机继电器信机继电器1 1及起动跳闸继电器及起动跳闸继电器2 2动作，继电器动作，继电器1 1起动，起动，向高频通道发信，两侧收信机收到高频信号后，马上向高频通道发信，两侧收信机收到高频信号后
32、，马上将爱护闭锁，但两侧方向继电器将爱护闭锁，但两侧方向继电器3 3承受正方向短路功率承受正方向短路功率而起动。首先停信，解除闭锁，与此同时闭锁继电器而起动。首先停信，解除闭锁，与此同时闭锁继电器起动，发出跳闸脉冲。起动，发出跳闸脉冲。区内故障区内故障高频闭锁距离爱护的作用高频闭锁距离爱护的作用3 内部故障时能够瞬时动作，而在外部故障时具有不同的时限特性，起到后备爱护的作用。如图：假设线路两侧均接受三段式距离元件，如图：假设线路两侧均接受三段式距离元件，I I段能爱护线路全长的段能爱护线路全长的8585，II II 段能爱护线段能爱护线路的全长并具有足够的灵敏度，路的全长并具有足够的灵敏度，I
33、IIIII段作为起段作为起动元件并可作为后备爱护。动元件并可作为后备爱护。距离部分和高频部分的协作关系距离部分和高频部分的协作关系4 III III段起动元件段起动元件ZIIIZIII动作时，起动发信机发出高频闭动作时，起动发信机发出高频闭锁信号，锁信号，II II段距离元件段距离元件ZIIZII动作时则停止高频发信机。动作时则停止高频发信机。距离距离IIII段动作后一方面起动时间元件段动作后一方面起动时间元件tictic，可经确定延时，可经确定延时后跳闸，同时还可经过一收信闭锁触点瞬时跳闸。后跳闸，同时还可经过一收信闭锁触点瞬时跳闸。高频闭锁距离爱护的动作过程高频闭锁距离爱护的动作过程5 靠
34、近故障点的靠近故障点的B B端距离端距离IIII段不段不动动作，不停止作，不停止发发信；信；A A端端IIII段段动动作停止作停止发发信（正方向），但信（正方向），但A A端端收信机收到收信机收到B B端送来的高端送来的高频闭锁频闭锁信号，信号，闭锁闭锁了了IIII段的瞬段的瞬时时跳跳闸闸回路，使它只能回路，使它只能经过经过IIII段段时间时间元元件去跳件去跳闸闸，从而保，从而保证证了了动动作的作的选择选择性。性。注：外部故障点为注：外部故障点为d2点；点；两端的起动元件动作，起动发信机，但两端的两端的起动元件动作，起动发信机，但两端的距离距离IIII段也动作，又停止了发信机。当收信机收段也动
35、作，又停止了发信机。当收信机收不到对侧高频闭锁信号时，距离不到对侧高频闭锁信号时，距离IIII段瞬时动作段瞬时动作于跳闸。于跳闸。注：外部故障点为注：外部故障点为d1点；点；利用比较被爱护元件始利用比较被爱护元件始末端电流的大小和相位的原末端电流的大小和相位的原理来构成输电线路爱护的。理来构成输电线路爱护的。当在被爱护范围内任一点发当在被爱护范围内任一点发生故障时，它都能瞬时切除生故障时，它都能瞬时切除故障。故障。纵联差动爱护纵联差动爱护（一）（一）概念概念七）线路纵联差动爱护七）线路纵联差动爱护线路纵联差动爱护原理及结论线路纵联差动爱护原理及结论（二）（二）电电网的网的纵联纵联差差动爱动爱护
36、护反反应应被被爱护线爱护线路首末路首末两端两端电电流的大小和相位，流的大小和相位，爱护爱护整条整条线线路，全路，全线线速速动动。纵联纵联差差动爱护动爱护原理原理接接线线如左如左图图所示。所示。流入差回路流入差回路的电流为的电流为I2I2I2I2，即为电流互感即为电流互感器二次电流的差，器二次电流的差，约为零。时差动约为零。时差动爱护不会动作。爱护不会动作。正常运行及外部发生短路正常运行及外部发生短路1 1内部发生短路内部发生短路3 3 。被爱护线路内被爱护线路内部故障时，流部故障时，流入差回路的电入差回路的电流远大于差动流远大于差动继电器的起动继电器的起动电流，差动继电流，差动继电器动作，瞬电
37、器动作，瞬时发出跳闸脉时发出跳闸脉冲，断开线路冲，断开线路两侧断路器。两侧断路器。结论结论4 4不能作为相不能作为相邻元件的后备邻元件的后备爱护爱护灵敏度灵敏度很高很高爱护范围爱护范围 稳定稳定可以实现可以实现全线速动全线速动高频爱护高频爱护（二）（二）横差方向爱护横差方向爱护爱护范围爱护范围是用于平行线路的爱护装置，它装设于是用于平行线路的爱护装置，它装设于平行线路的两侧。平行线路的两侧。为双回线的全长为双回线的全长动作原理动作原理 是反应双回线路的电流及功是反应双回线路的电流及功率方向，有选择性地瞬时切除故率方向，有选择性地瞬时切除故障线路障线路.正常运行及外部发生短路正常运行及外部发生短
38、路1 1 两线路中的电流两线路中的电流相等。两电流互感器相等。两电流互感器差回路中的电流仅为差回路中的电流仅为很小的不平衡电流，很小的不平衡电流，小于保护装置的起动小于保护装置的起动电流，电流保护不会电流，电流保护不会起动。起动。内部故障时内部故障时2 2 故障线路两侧的功率故障线路两侧的功率方向继电器正方向功方向继电器正方向功率动作，保护装置动作，率动作，保护装置动作，跳开故障线路两跳开故障线路两侧开关。侧开关。注：横联差动方向爱护主要用于平行线路.故障线路两侧的功率故障线路两侧的功率方向继电器正方向功方向继电器正方向功率动作，爱护装置动作，率动作，爱护装置动作，跳开故障线路两跳开故障线路两
39、侧开关。侧开关。注：横联差动方向爱护主要用于平行线路.目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章 电力系统稳定控制电力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第三章第三章 变压器爱护变压器爱护主变压器内部故障主变压器内部故障1主变压器外部故障主变压器外部故障2主变压器不正常运行状态主变压器不正常运行状态3一、主变常见故障及不正常运行状态一、主变常见故障及不正常运行状态=+差动爱护双重化 二、爱护配置二、爱护配置爱护的
40、的基本原理：爱护的的基本原理：利用差动原理，将流入变压器的电流和流出变压器利用差动原理，将流入变压器的电流和流出变压器的电流进行比较（比较被爱护变压器两侧的电流和相的电流进行比较（比较被爱护变压器两侧的电流和相位），而确定是否动作的一种爱护。位），而确定是否动作的一种爱护。爱护范围：爱护范围：变压器油箱内部的故障、变压器外部绝缘套管及引变压器油箱内部的故障、变压器外部绝缘套管及引出线上的故障（差动用电流互感器以内的设备均受到出线上的故障（差动用电流互感器以内的设备均受到爱护）。爱护）。三、差动爱护三、差动爱护差动爱护原理图与相量图 动动作作电电流（差流（差动电动电流）：流）：制制动电动电流流
41、当当动动作作电电流与制流与制动电动电流流对应对应的工作点位于比率制的工作点位于比率制动动特特性曲性曲线线上方上方时继电时继电器器动动作。作。变压变压器内部短路器内部短路时时 ，且，且 故故继电继电器器动动作。作。变压变压器外部短路器外部短路时时 ，且制，且制动电动电流等于外部短流等于外部短路路电电流，流，继电继电器不器不动动作。作。四、差动爱护原理四、差动爱护原理主变瓦斯爱护的基本原理：反应油箱内部产生的气体或油流而动作。主变瓦斯爱护的作用：反应油箱内的各种故障以及油面降低。五、主变瓦斯爱护励磁电流的产生：励磁电流的产生：空投变压器时；空投变压器时；区外故障切除时。区外故障切除时。过励磁爱护的
42、原理：过励磁爱护的原理：过励磁爱护是利用测量电压和频率的关过励磁爱护是利用测量电压和频率的关系来监视变压器是否过励磁，即通过测量系来监视变压器是否过励磁，即通过测量U/fU/f之比实现。之比实现。过励磁爱护的作用：动作于跳闸。过励磁爱护的作用：动作于跳闸。六、主变过励磁爱护阻抗爱护的基本原理：阻抗爱护的基本原理：等同于线路的距离爱护等同于线路的距离爱护阻抗爱护范围：阻抗爱护范围：高、中压侧相对地，相间接地故障时起后高、中压侧相对地，相间接地故障时起后备爱护作用，也可作为母线爱护的后备。爱护备爱护作用，也可作为母线爱护的后备。爱护方向指向变压器。方向指向变压器。阻抗爱护的作用：阻抗爱护的作用：作
43、为变压器的后备爱护并对母线故障起后作为变压器的后备爱护并对母线故障起后备爱护备爱护作用，由本侧阻抗爱护的偏移部分来实现。作用，由本侧阻抗爱护的偏移部分来实现。七、阻抗爱护中性点零序过流爱护的作用：中性点零序过流爱护的作用：作为变压器接地故障的近后备和外部接地故障的远作为变压器接地故障的近后备和外部接地故障的远后备爱护后备爱护对高、中压侧中性点接地的三卷变压器和自耦变压器，对高、中压侧中性点接地的三卷变压器和自耦变压器，高、中压侧各装零序电流方向爱护作为接地短路的高、中压侧各装零序电流方向爱护作为接地短路的后备爱护。后备爱护。在大接地电流系统中：在大接地电流系统中：中性点干脆接地的变压器装设零序
44、电流爱护作为接地中性点干脆接地的变压器装设零序电流爱护作为接地短路的后备爱护；短路的后备爱护；中性点可能不接地的分级绝缘变压器需装设间隙零序中性点可能不接地的分级绝缘变压器需装设间隙零序电流爱护和零序过电压爱护作为接地短路的后备爱电流爱护和零序过电压爱护作为接地短路的后备爱护；护；中性点可能不接地的全绝缘变压器需装设零序过电压中性点可能不接地的全绝缘变压器需装设零序过电压爱护作为接地短路的后备爱护。爱护作为接地短路的后备爱护。八、中性点零序过流爱护温度、压力释放爱护后后备备爱爱护护冷却器全停爱护复压过流爱护过负荷爱护目目 录录第一章第一章 继电保护知识继电保护知识第二章第二章 高压输电线路保护
45、高压输电线路保护第三章第三章 变压器保护变压器保护第四章第四章 母线保护母线保护第五章第五章 电容器保护电容器保护第六章第六章 电力系统稳定控制电力系统稳定控制第七章第七章 备用电源自投装置备用电源自投装置第四章第四章 母线爱护母线爱护主要内容1.1.母线爱护的配置原则母线爱护的配置原则2.2.母线爱护的原理母线爱护的原理3.3.断路器失灵爱护断路器失灵爱护4.4.微机母线爱护微机母线爱护重重重重 点点点点1.1.母线爱护的原理母线爱护的原理2.2.断路器失灵爱护断路器失灵爱护难点母线爱护的原理母线爱护的原理装设母线爱护的基本原则装设母线爱护的基本原则 一般小容量的单母线不接受特地的母线爱护。
46、一般小容量的单母线不接受特地的母线爱护。在下列状况下应装设特地的母线爱护：在下列状况下应装设特地的母线爱护：(1)(1)在在110kV110kV及以上的双母和分段单母上及以上的双母和分段单母上 (2)(2)重要发电厂、变电站单母线。重要发电厂、变电站单母线。实现母线爱护的基本原理实现母线爱护的基本原理正常运行：母线外部故障时，母线流入的电流正常运行：母线外部故障时，母线流入的电流和流出的电流相等，即：和流出的电流相等，即：I=0I=0当母线上发生短路故障时，全部与电源点都向当母线上发生短路故障时，全部与电源点都向故障点供应短路电流，故障点供应短路电流，I=IdI=Id利用电流流入的元件和流出的
47、元件这两者的相利用电流流入的元件和流出的元件这两者的相位相反原理就可以实现母线爱护。位相反原理就可以实现母线爱护。完全电流差动母线爱护图图1 完全电流差动母线完全电流差动母线爱护的原理接线图爱护的原理接线图故障点对完全电流差动母线爱护整定对完全电流差动母线爱护整定值的影响：值的影响：1 1、躲开外部故障的时产生、躲开外部故障的时产生的最大不平衡电流的最大不平衡电流Idz.JIdz.J。2 2、由于母线差动爱护电流、由于母线差动爱护电流回路的启动电流大于任一连接回路的启动电流大于任一连接元件中最大的负荷电流元件中最大的负荷电流If.maxIf.max。完全电流差动母线爱护的好用完全电流差动母线爱
48、护的好用范围：范围：这种爱护方式适用于单母这种爱护方式适用于单母线或双母线常常只有一组母线线或双母线常常只有一组母线运行的状况运行的状况 电流比相式母线爱护电流比相式母线爱护依据电流相位的变更来实现的。依据电流相位的变更来实现的。正常运行正常运行I1I1和和I2I2大小相等相位相差大小相等相位相差180180。当母线内部故障时当母线内部故障时(d2(d2点点)，I1 I1和和I2I2都流向母线，相位相同。都流向母线，相位相同。网络接线示意图网络接线示意图 电流比相母线爱护的电流比相母线爱护的方框结构图方框结构图 相位比较回路原理图相位比较回路原理图图图 2电流比相式母线爱护的特点爱护装置的工作
49、原理是基于相位的比较，而爱护装置的工作原理是基于相位的比较，而与幅值无关。因此，无需考虑不平衡电流的与幅值无关。因此，无需考虑不平衡电流的问题，这就提高了爱护的灵敏性。问题，这就提高了爱护的灵敏性。当母线连接元件的电流互感器型号不同或变当母线连接元件的电流互感器型号不同或变比不一样时，仍旧可以运用，这就放宽了母比不一样时，仍旧可以运用，这就放宽了母线爱护的运用条件。线爱护的运用条件。双母运行母线爱护的实现方法双母运行母线爱护的实现方法图图3 双母运行，固定连接的电流差动爱护原理接线图双母运行，固定连接的电流差动爱护原理接线图 (a)沟通回路接线图；沟通回路接线图；(b)直流回路绽开图直流回路绽
50、开图双母运行母线爱护的实现方法双母运行母线爱护的实现方法 按正常连接方式运行时，按正常连接方式运行时，母线上故障的电流分布母线上故障的电流分布按正常连接方式运行时，第按正常连接方式运行时，第1组组爱护范围外部故障的电流分布爱护范围外部故障的电流分布当固定连接方式破坏当固定连接方式破坏时，任一母线上的故时，任一母线上的故障都将导致切除两组障都将导致切除两组母线。必定限制了电母线。必定限制了电力系统运行调度的敏力系统运行调度的敏捷性捷性.双母运行母线爱护的实现方法双母运行母线爱护的实现方法 缺缺 点点双母线同时运行的母联相位差动爱护在具有固定连接元件的母线在具有固定连接元件的母线电流差动爱护的基础